[發(fā)明專利]基于路徑覆蓋軟件測試的測試用例自動(dòng)生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710766422.3
• 申請(qǐng)日: 2017-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN107590073B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃翰;劉方青;顏學(xué)明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F11/36
• 分類號(hào): G06F11/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.基于路徑覆蓋軟件測試的測試用例自動(dòng)生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)對(duì)輸入的被測測試程序分析功能對(duì)應(yīng)的輸入、輸出并且通過分析程序中存在的判斷、循環(huán)分支得到控制流圖CFG，并對(duì)需要覆蓋的路徑進(jìn)行編碼；

(b)根據(jù)測試問題的實(shí)際輸入、輸出數(shù)據(jù)的類型和范圍確定問題編碼；

(c)通過對(duì)步驟(a)中得到了控制流圖CFG和步驟(b)中根據(jù)具體測試問題輸入確定的問題編碼，以及預(yù)設(shè)的計(jì)算分支距離的方法得到計(jì)算一個(gè)測試用例評(píng)估值的適應(yīng)值函數(shù)；

(d)在測試用例的取值范圍內(nèi)，使用均勻分布的方式隨機(jī)初始化種群；

(e)以步驟(d)中得到的種群，使用差分進(jìn)化算法(DE)和收斂速度控制器(CSC)以及步驟(c)中得到的適應(yīng)值函數(shù)更新迭代種群；

選取差分進(jìn)化算法(DE)來迭代種群，差分進(jìn)化算法迭代公式為：v_i＝y(tǒng)_i+F*(y_j-y_k)，其中v_i是得到的新測試用例，而y_i是差分進(jìn)化前的舊測試用例，y_j和y_k是從種群所有解決方案中隨機(jī)選中的兩個(gè)測試用例；在上述計(jì)算完成之后，接下來進(jìn)行差分進(jìn)化算法(DE)的交叉操作，生成一個(gè)[0,1]之間的隨機(jī)數(shù)rand，如果rand的大小小于預(yù)設(shè)的交叉概率P_c，那么就保留新的解，如果rand的大小大于預(yù)設(shè)的交叉概率P_c，那么就舍棄剛剛求得的解，保留以前的解；在差分進(jìn)化算法進(jìn)行迭代更新的同時(shí)，通過收斂速度控制器(CSC)來控制DE算法的收斂速度，在判斷DE算法收斂速度太慢的時(shí)候進(jìn)行相關(guān)維度的動(dòng)態(tài)步長搜索操作，加快算法收斂速度，在判斷DE算法收斂速度太快的時(shí)候進(jìn)行初始化種群部分維度操作，減緩算法收斂速度；其中動(dòng)態(tài)步長搜索操作方法如下：在一個(gè)設(shè)定的維度的范圍內(nèi)進(jìn)行大步長搜索，找到其中適應(yīng)值最好的位置，并以此位置進(jìn)行更小范圍內(nèi)的搜索，直到步長小于預(yù)設(shè)值，此時(shí)，在這個(gè)小于預(yù)設(shè)值的范圍內(nèi)進(jìn)行窮舉，找到適應(yīng)值最高的點(diǎn)；并依據(jù)數(shù)據(jù)新建該維度動(dòng)態(tài)步長搜索后得到的新種群個(gè)體；

收斂速度控制器(CSC)的減速算子如下，添加一個(gè)區(qū)域擊中次數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每次在程序運(yùn)行之前，將程序輸入變量的范圍進(jìn)行分區(qū)，具體為：測試用例X的第i個(gè)維度取值范圍是[1,100]，將其平均分成10個(gè)區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)每一個(gè)區(qū)域的擊中次數(shù)，每次進(jìn)行收斂速度控制器(CSC)的減速操作的時(shí)候，選擇測試用例的每個(gè)維度擊中次數(shù)最少的區(qū)域，并進(jìn)行初始化；

(f)將步驟(d)、(e)中種群個(gè)體里，覆蓋被測試程序目前未被覆蓋路徑的測試用例記錄下來；

(g)檢測是否滿足差分進(jìn)化算法的迭代終止條件：如果不滿足條件，則跳回步驟(e)繼續(xù)執(zhí)行；如果滿足條件，則輸出記錄的覆蓋對(duì)應(yīng)路徑的測試用例集合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于路徑覆蓋軟件測試的測試用例自動(dòng)生成方法，其特征在于：步驟(a)中，對(duì)輸入的被測程序采用單元測試的測試方法，對(duì)于各個(gè)功能單元分析對(duì)應(yīng)功能單元的輸入、輸出以及判斷、循環(huán)分支，畫出功能單元的控制流圖CFG；并依據(jù)控制流圖CFG確定所有路徑的編碼，首先將測試程序匯總所有的判斷、循環(huán)分支進(jìn)行編號(hào)，設(shè)為1～K，設(shè)定路徑為一個(gè)長度為N的字符串，如果路徑經(jīng)過第k個(gè)分支判斷節(jié)點(diǎn)，那么該路徑的第k位的值為字符“1”或者字符“0”，字符“1”表示路徑走的是No方向，字符“0”表示路徑走的是Yes方向，如果未經(jīng)過第k個(gè)分支判斷節(jié)點(diǎn)，則可使用字符“N”表示，通過這種方式對(duì)路徑進(jìn)行編碼，所有的路徑都能用一個(gè)長度為N的字符串表示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于路徑覆蓋軟件測試的測試用例自動(dòng)生成方法，其特征在于：步驟(b)中，分析被測試程序的輸入、輸出數(shù)據(jù)類型和范圍，確定具體問題的編碼，具體包括：對(duì)于數(shù)值型的數(shù)據(jù)變量，需要確定數(shù)據(jù)具體是整數(shù)還是浮點(diǎn)數(shù)，并且設(shè)定其取值范圍；如果變量的類型是字符型，使用[0,255]范圍內(nèi)的整數(shù)表示一個(gè)ASCII碼符號(hào)，而一個(gè)長度為m的字符串就可使用m個(gè)[0,255]范圍內(nèi)的整數(shù)表示；如果變量是枚舉類型，其中枚舉選擇的數(shù)量是k，使用[1,k]范圍內(nèi)的整數(shù)來表示一個(gè)輸入的測試用例；對(duì)于輸入、輸出是上述類型的組合的情況，只需要組合上述輸入、輸出的類型，就可得到一個(gè)測試用例。